Trifazė maitinimo sistema

Viena iš daugiafazių energijos tiekimo sistemų variantų yra trifazė kintamos srovės sistema. Jis turi tris to paties dažnio harmoninius EML, kuriuos sukuria vienas bendras įtampos šaltinis. EML duomenys pasislenka vienas kito atžvilgiu laike (fazėje) tuo pačiu fazės kampu, lygiu 120 laipsnių arba 2 * pi / 3 radianais.

Pirmasis šešių laidų trifazių sistemų išradėjas buvo Nikola TeslaTačiau reikšmingą indėlį į jo plėtrą padėjo rusų fizikas ir išradėjas Michailas Osipovičius Dolivo-Dobrovolsky, kuris pasiūlė naudoti tik tris ar keturis laidus, kurie davė reikšmingų pranašumų ir buvo aiškiai parodyti eksperimentuose su indukciniais varikliais.

Trifazėje kintamos srovės sistemoje kiekvienas sinusinis EML yra savo fazėje, dalyvaujantis nenutrūkstamame periodiniame tinklo elektrifikavimo procese, todėl EML duomenys kartais vadinami tiesiog „fazėmis“, kaip ir laidininkai, perduodantys EML duomenis: pirmoji fazė, antroji fazė, trečioji fazė. Fazės pasislenka viena kitos atžvilgiu 120 laipsnių, o atitinkami laidininkai paprastai žymimi lotyniškomis raidėmis L1, L2, L3 arba A, B, C.

Tokia sistema yra labai ekonomiška, kai reikia perduoti elektros energiją laidais dideliais atstumais. Trifaziai transformatoriai reikalauja mažiau medžiagų.

Maitinimo kabeliams reikalingas mažiau laidus metalas (paprastai naudojamas varis), nes fazių laidininkų srovių, palyginti su vienfaziais laidininkais, efektyviosios vertės yra mažesnės, palyginti su vienfazėmis tos pačios perduodamos galios grandinėmis.

Trifazė sistema yra labai subalansuota ir daro vienodą mechaninę apkrovą energiją gaminančiam įrenginiui (jėgainės generatoriui), taip prailgindama jo tarnavimo laiką.

Trifazių srovių, praleidžiamų per elektros vartotojų - įvairių įrenginių ir variklių apvijas, pagalba, nesunku gauti besisukantį rodyklinį magnetinį lauką, reikalingą varikliams ir kitiems elektriniams prietaisams valdyti.

Sinchroniniai ir asinchroniniai trifaziai kintamosios srovės varikliai turi paprastą įrenginį ir yra daug ekonomiškesni nei vienfaziai ir dvifaziai, o juo labiau - klasikiniai nuolatinės srovės varikliai.

Turėdami trifazį tinklą viename įrenginyje, galite iš karto gauti dvi veikiančias įtampas - linijinę ir fazinę, o tai leidžia turėti du galios lygius, atsižvelgiant į apvijų sujungimo schemą - „trikampį“ (angliška versija yra „delta“) arba „žvaigždę“.

Kalbant apie apšvietimo sistemų maitinimą, sujungę tris lempų grupes - kiekvieną į skirtingas tinklo fazes - galite žymiai sumažinti mirgėjimą ir atsikratyti žalingo stroboskopinio efekto.

Šie pranašumai tiesiog nulemia platų trijų fazių energijos tiekimo sistemos naudojimą šiuolaikinėje didelėje pasaulinėje elektros energijos pramonėje.

Žvaigždė

Prijungimas pagal "žvaigždės" schemą apima generatoriaus fazinių apvijų galų sujungimą su vienu bendru "neutraliu" tašku (neutralus - N), taip pat vartotojo fazinių išėjimų galus.

Laidai, jungiantys vartotojo fazes su atitinkamomis generatoriaus fazėmis, vadinami tiesiniais laidais trifaziame tinkle. Ir viela, jungianti generatoriaus ir vartotojo neutralus tarpusavyje, yra neutrali viela (pažymėta „N“).

Esant neutralumui, trifazis tinklas pasirodo esąs keturių laidų, o jei nėra neutralaus - trijų laidų. Esant sąlygoms, kai varža trijose vartotojo fazėse yra lygi viena kitai, tai yra, su sąlyga, kad Za = Zb = Zc, apkrova bus simetriška. Tai yra idealus trifazio tinklo veikimo būdas.

Jei yra neutrali, fazinė įtampa vadinama įtampa tarp bet kurio fazinio ir neutralaus laido. O įtampa tarp bet kurio dviejų fazių laidų vadinama tiesine įtampa.

Jei tinklas turi žvaigždinį ryšį, tada esantį simetrinė apkrova fazinių ir tiesinių srovių ir įtampų santykį galima apibūdinti šiais ryšiais:

Galima pastebėti, kad tiesinės įtampos pasislenka atitinkamų fazių įtampų atžvilgiu 30 laipsnių kampu (pi / 6 radianas):

"Žvaigždės" jungties jėgą simetriškos apkrovos sąlygomis, atsižvelgiant į žinomas fazines įtampas, galima apskaičiuoti pagal formulę:

Dėl neutralaus ir fazinio disbalanso svarbos

Nors esant absoliučiai simetriškai apkrovai, energiją tiekti vartotojams galima per tris laidus su tiesine įtampa, net nesant neutralios, vis dėlto, jei fazių apkrovos nėra griežtai simetriškos, visada reikalaujama neutralumo.

Jei dėl asimetrinės apkrovos neutralioji viela nutrūksta arba dėl kažkokių priežasčių padidėja jos varža, atsiranda „fazės disbalansas“, o tada trijų fazių apkrovos gali būti skirtingos įtampos - nuo nulio iki tiesinės - atsižvelgiant į apkrovos pasipriešinimo pasiskirstymą. fazes neutralios pertraukos metu.

Bet kroviniai paprastai yra skirti griežtai fazinei įtampai, o tai reiškia, kad kažkas gali sugesti. Fazių pusiausvyros sutrikimas ypač pavojingas buitiniams prietaisams ir elektronikai, nes dėl to ne tik gali išdegti kai kurie įrenginiai, bet ir kilti gaisras.

Trečiosios harmonikos problema

Dažniausiai buitiniai ir kiti prietaisai šiandien aprūpinti perjungimo maitinimo šaltiniais ir be integruotos galios koeficiento korekcijos grandinės. Tai reiškia, kad vartojimo momentus riboja plonos impulsinės srovės smailės, esančios šalia pagrindinio sinusoido viršaus, kai po lygintuvo sumontuotas išėjimo filtro kondensatorius greitai ir greitai įkraunamas.

Kai prie tinklo prisijungia daug tokių vartotojų, atsiranda didelė maitinimo įtampos pagrindinio dažnio trečiosios harmonikos srovė. Šios harmoninės srovės (trečdalio kartotiniai) sumuojamos neutraliame laidininke ir sugeba jį perkrauti, nepaisant to, kad kiekvienoje fazėje energijos suvartojimas neviršija leistinos.

Ši problema ypač aktuali biurų pastatuose, kur maža erdvė yra daugybė įvairių biuro įrengimų. Jei visi įmontuoti perjungimo maitinimo šaltiniai turėtų galios koeficiento korekcijos grandines, tai išspręstų problemą.

Trikampis

Jungimas pagal "trikampio" schemą apima pirmojo fazės laidininko galo sujungimą su antrosios fazės laidininko pradžia, antrosios fazės laidininko pabaigą su trečiosios fazės laidininko pradžia, trečiosios fazės laidininko pabaigą su pirmosios fazės laidininko pradžia - uždara figūra - trikampį.

Linijinė ir fazinė įtampa ir srovės, turinčios simetrišką apkrovą, jungties „trikampio“ atžvilgiu yra koreliuojamos taip:

Trijų fazių grandinės galia, sujungta trikampiu, simetriškos apkrovos sąlygomis, nustatoma taip:

Žemiau esančioje lentelėje pateikiami fazių ir linijos įtampos standartai skirtingose ​​šalyse:

Trifazio tinklo skirtingų fazių laidininkai, taip pat neutralūs ir apsauginiai laidininkai tradiciškai žymimi savo spalvomis.

Tai daroma siekiant išvengti elektros smūgio ir užtikrinti tinklo priežiūros patogumą, palengvinti jų įrengimą ir remontą bei atlikti standartizuotą įrangos fazinį žymėjimą: kartais labai svarbu fazių seka, pavyzdžiui, nurodyti indukcinio variklio sukimosi kryptį, kontroliuojamo trifazio lygintuvo veikimo režimą. Įvairiose šalyse spalvų žymėjimas yra skirtingas, kai kuriose - tas pats.

Žiūrėti: Vielos spalvų kodavimas